8.1 功与功率 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

1 功与功率 第八章 机械能守恒定律 导入新课 马拉雪橇时拉力和雪橇运动方向有一个角度。这时应当怎样计算拉力做的功呢？ 力是矢量，位移是矢量，可以分解力或者位移与另一个量平行、根据初中所学过功定义去算 交流讨论 观察小孩拉木箱，想一想，讨论下面的问题 1、当力 F 的方向与运动方向成某一角度时， 拉力做功如何计算？ 2、力是矢量，位移是矢量，怎样分解 使它们共线？ 一、功 提示：把力沿位移方向和垂直于位移 的方向做正交分解，其中与位移共线 的分力对做功有贡献。或者把位移沿垂直于力的方向和平行于力的方向分解。 梳理深化 1.分解方式 一、功 方案一： 方案二： 梳理深化 2. 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 3.功是标量。在国际单位制中，功的单位是焦耳（joule），简称焦，符号是 J。 1 J 等于 1 N的力使物体在力的方向上发生 1 m 的位移时所做的功，所以1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。 一、功 巩固提升 例1.如图所示，一个质量 m＝15kg 的箱子，受到与水平方向成θ＝53°角斜向上方的拉力 F＝50 N，在水平地面上移动的距离l＝5 m。则拉力对箱子做了多少功？（cos53°≈0.6） 一、功 【解析】拉力做的功为： 【答案】力做的功仍为W=Fl cosa=150J，所以功不具有方向性。所以，功是标量。 练习1.例题中， 若把力的方向改为与水平方向夹角α斜向下，如图，力F的功是多少？通过以上问题，你以为功有方向吗？ 一、功 交流讨论 观看图片，学生思考讨论下列问题 问题1：小孩向前拉车和向后拉车时，拉力做功怎样表示？ 问题2：车所受的重力和地面的支持力做功多少？ 问题3：功的正负表示什么含义？ 二、正功和负功 力做正功表示是动力做功，能量输入；力做负功表示是阻力做功，能量输出。 梳理深化 1、总功：当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。它也就是这几个力的合力对物体所做的功。 二、正功和负功 2、总功的两种求法： 法一：先求物体受到的合力大小，再利用功的定义求合力做的总功； 法二：先求各分力做的功，再求各分力做功的代数和。 3、力对物体是否做功及正负功的判断。 （1）当 α＝90°时，cos α＝0， W ＝ 0。 这表示力 F 的方向与位移的方向垂直时，力 F 不做功。 （2）当 0 ≤ α <90°时，cos α > 0， W > 0。 这表示力 F对物体做正功。 （3）90°< α≤ π 时，cos α < 0 ， W < 0。 这表示力 F对物体做负功。 二、正功和负功 巩固提升 例2.如图，质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37°角斜向上方的拉力，大小为500 N，在水平地面上移动的距离为 5m。地面对雪橇的阻力为 100 N， cos 37°＝ 0.8。 求各力对雪橇做的总功。 二、正功和负功 二、正功和负功 【解析】法一：物体受力分析如图， 在竖直方向处于静止状态，受到 的合力 水平方向受到的合力 所以物体受到的合力 ，则合力对物体做的总功为 二、正功和负功 【解析】法二：拉力在水平方向的 分力为 ，它所做的功为 W1=Fcos37°=500×5×0.8 J=2000J 阻力与运动方向相反，两者夹角为 180°，它所做的功为 因为支持力、重力的方向与位移的方向垂直，则支持力、重力做功均为零，各力对物体所做的总功为 各力对雪橇所做的总功是 1 500 J 二、正功和负功 练习2.如图所示，人站在斜坡式自动扶梯上匀速向上运动，人受到重力、梯面的支持力和梯面的摩擦力作用。下列说法中正确的是(　　) A.重力不做功 B.梯面的摩擦力做正功 C.梯面的支持力做负功 D.梯面的支持力和梯面的摩擦力均做正功 B 练习3.如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中(　 ) 二、正功和负功 A．弹力对物体做功为Gxcos α B．静摩擦力对物体做功为Gxsin α C．重力对物体做功为Gx D．合力对物体做功为0 D 交流讨论 比较图片，学生思考讨论： 三、功率 1.如何比较做功的快慢呢？ 2. 速度、力、位移、时间都与功率相联系，这种联系在技术上具有重要意义。如何将这几个物理量关联在一起呢？ 交流讨论 汽车上坡时，需要的牵引力比平地上大，由 知，在功率一定时，速度越小，牵引力越大 三、功率 3.为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度